نشریه کاربرد سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی در علوم محیطی

نوآوری‌های مکانی-فضایی در مدیریت فضای سبز شهری بغداد: دیدگاه شهرهای هوشمند

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 هیات علمی/دانشگاه تبریز

2 دانشجوی دکتری، گروه سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی، دانشکده برنامه‌ریزی و علوم محیطی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.

3 استاد گروه سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی، دانشکده برنامه‌ریزی و علوم محیطی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

10.22034/rsgi.2025.66958.1135

چکیده

مدیریت فضاهای سبز شهری به‌عنوان بخشی جدایی‌ناپذیر از توسعه پایدار شهری، به ویژه در کلان شهرهای در حال رشد سریعی مانند بغداد، شناخته می‌شود. این پژوهش به بررسی ادغام نوآوری‌های مکانی-فضایی و فناوری‌های شهر هوشمند برای پایش و ارتقای فضاهای سبز شهری می‌پردازد. با بهره‌گیری از ابزارهای سنجش از دور مانند شاخص پوشش گیاهی (NDVI) و شاخص سلامت پوشش گیاهی (VHI) در کنار سیستم‌های جمع‌آ‌وری داده‌های بلادرنگ مبتنی بر اینترنت اشیا (IoT)، این مطالعه چارچوبی عملی برای رصد سلامت پوشش گیاهی و مقابله با چالش‌های زیستمحیطی ارائه می‌دهد. یافته‌های کلانی، طبقه‌بندی تراکم پوشش گیاهی و شدت خشکسالی در مناطق مختلف بغداد را نشان می‌دهد که بینش‌های کاربردی برای سیاستگذاران فراهم می‌کند.
علیرغم چالش‌هایی مانند محدودیت منابع و پیچیدگی‌های ادغام داده‌ها، این پژوهش فرصت‌های راهبردی از جمله به‌کارگیری فناوری اینترنت اشیا، تحلیل‌های پیشبینی‌کننده و جمع‌آوری داده‌های مشارکتی توسط جامعه محلی را شناسایی کرده است. این یافته‌ها الگویی قابل توسعه برای سایر شهرهایی ارائه می‌دهد که به دنبال ایجاد تعادل بین یکپارچگی اکولوژیک و رشد شهری از طریق راهبردهای نوآورانه مکانی-فضایی هستند.

تازه های تحقیق

یافته‌های این پژوهش در چهار محور زیر خلاصه می‌شوند:

وضعیت تراکم پوشش گیاهی: عمدتاً متوسط تا ضعیف، با نیاز فوری به بازطراحی سبز.

شدت خشکسالی: حدود 45 درصد از شهر دچار درجات مختلف خشکسالی است.

نواحی بحرانی: نقاطی با هم‌زمانی خشکسالی شدید و پوشش گیاهی ضعیف شناسایی شدند.

قابلیت شهر هوشمند: یکپارچه‌سازی داده‌های مکانی و محیطی با IoT بستری پیشرفته برای پایش لحظه‌ای، تحلیل تصمیم‌محور و توسعه پایدار فراهم می‌آورد.

و بحرانی
  1. چالش‌ها و فرصت‌های راهبردی

تحقق مدیریت کارآمد فضاهای سبز شهری در چارچوب شهرهای هوشمند، به‌ویژه در کلان‌شهرهایی با زمینه‌های پیچیده سیاسی، اقتصادی و زیست‌محیطی مانند بغداد، مستلزم غلبه بر مجموعه‌ای از چالش‌های ساختاری، فناورانه و داده‌محور است. در عین حال، این مسیر با فرصت‌های راهبردی نیز همراه است که در صورت بهره‌برداری هوشمندانه، می‌توانند به ارتقای سطح حکمرانی محیطی و کیفیت زیست‌پذیری شهری منجر شوند.

4-1. چالش‌های اصلی

4-1-1. ضعف در اعتبارسنجی زمینی داده‌های سنجش از دور

اتکای صرف به داده‌های ماهواره‌ای بدون پشتیبانی از داده‌های میدانی دقیق، منجر به نادیده‌گیری متغیرهای بوم‌شناختی نظیر نوع خاک، شرایط رطوبتی و تنوع زیستی محلی می‌شود. این خلأ، دقت تحلیل‌ها و صحت تصمیم‌گیری‌های محیط‌زیستی را تضعیف می‌کند.

4-1-2. محدودیت‌های زیرساختی و منابع انسانی

شهر بغداد با چالش‌های اقتصادی و محدودیت‌های زیرساختی مواجه است که مانع از پیاده‌سازی گسترده و نگهداری سامانه‌های مکانی-فضایی پیشرفته می‌شود. کمبود نیروی متخصص برای مدیریت این سامانه‌ها نیز این معضل را تشدید می‌کند.

4-1-3. فقدان پلتفرم‌های یکپارچه و انطباق‌پذیر مکانی-فضایی

نبود یک بستر جامع برای ادغام، تحلیل و مدل‌سازی داده‌های لحظه‌ای و پیش‌بینی، موجب دشواری در مدیریت یکپارچه فضاهای سبز می‌شود. طراحی چنین پلتفرمی مستلزم غلبه بر پیچیدگی‌های فنی و هماهنگی میان ذی‌نفعان است.

4-1-4. محدودیت دسترسی به داده‌های ماهواره‌ای با وضوح بالا

نقائص موجود در پوشش زمانی و مکانی تصاویر ماهواره‌ای ـ به‌ویژه در شرایط آب‌و‌هوایی چالش‌برانگیز بغداد نظیر گردوغبارهای تابستانی ـ دقت و بهنگام‌بودن تحلیل‌های پوشش گیاهی را با مشکل مواجه می‌کند.

4-1-5. ناهمگونی منابع داده و دشواری در ادغام

ادغام داده‌های متنوع از منابع مختلف (از NDVI و VHI گرفته تا داده‌های محیطی سطح زمین)، با چالش‌هایی همچون تفاوت در فرمت‌ها، مقیاس‌ها و دقت‌ها مواجه است که به ناسازگاری اطلاعات و تضعیف فرآیند تصمیم‌سازی می‌انجامد.

4-2. فرصت‌های راهبردی آینده

4-2-1. بهره‌گیری از اینترنت اشیا برای پایش لحظه‌ای محیطی

استفاده از حسگرهای IoT در سطح فضاهای سبز شهری امکان پایش زنده متغیرهایی چون دمای خاک، کیفیت هوا و رطوبت را فراهم می‌کند. این داده‌ها در صورت ادغام با شاخص‌هایی مانند NDVI و VHI، می‌توانند به هشداردهی هوشمند برای آبیاری یا مداخلات زیست‌محیطی منجر شوند.

4-2-2. توانمندسازی تحلیل‌های پیش‌بینی با هوش مصنوعی و پایتون

استفاده از ابزارهایی نظیر GeoPandas، Rasterio و الگوریتم‌های یادگیری ماشین، امکان تحلیل روندهای پوشش گیاهی و پیش‌بینی تغییرات آن را فراهم می‌سازد؛ امری که در طراحی مداخلات پیشگیرانه و سازگار با تغییرات اقلیمی بسیار کلیدی است.

4-2-3. مشارکت شهروندان در گردآوری داده‌های محیطی

افزایش مشارکت عمومی از طریق اپلیکیشن‌های موبایلی می‌تواند داده‌های میدانی ارزشمندی درباره وضعیت گیاهان و خاک در اختیار قرار دهد و به تکمیل بانک‌های اطلاعاتی کمک کند. این راهبرد حس تعلق شهروندی و مسئولیت‌پذیری زیست‌محیطی را نیز تقویت می‌کند.

4-2-4. توسعه همکاری‌های چندبخشی و فرابخشی

ایجاد پیوند میان نهادهای دولتی، دانشگاه‌ها، نهادهای بین‌المللی و شرکت‌های فناورانه، بستر مناسبی برای انتقال دانش، تجهیز منابع و ظرفیت‌سازی نیروی انسانی فراهم می‌آورد.

4-2-5. ارتقای کیفیت تصمیم‌گیری از طریق تجسم مکانی داده‌ها

طراحی داشبوردهای تعاملی و بصری (نظیر Google Earth Engine) برای نمایش لحظه‌ای شاخص‌های کلیدی مانند NDVI، پوشش سبز و خشکسالی، ابزارهای سیاست‌گذاری را شفاف‌تر، کاربردی‌تر و در دسترس‌تر می‌سازد.

4-3. استراتژی‌های مبتنی بر نتایج

با استفاده از سیستم‌های پایش NDVI و VHI در بغداد، مشخص است که ابزارهای مکانی-فضایی می‌توانند پوشش گیاهی را به دسته‌های متمایز طبقه‌بندی کنند و بینشی در مورد تراکم و سلامت فضاهای سبز ارائه دهند. به عنوان مثال، داده‌های NDVI برای سال 2023 نشان داد:

  • 2/1 درصد از زمین بدون پوشش گیاهی
  • 3/39 درصد با پوشش گیاهی با تراکم کم
  • 6/42 درصد با پوشش گیاهی با تراکم متوسط
  • 17 درصد با پوشش گیاهی با تراکم بالا

به همین ترتیب، معیارهای VHI درک روشنی از تأثیرات خشکسالی ارائه داد:

  • شرایط خشکسالی شدید و بحرانی در 2/10 درصد از منطقه
  • خشکسالی شدید در 4/6 درصد
  • خشکسالی متوسط در 4/13 درصد
  • خشکسالی خفیف در 4/15 درصد
  • بدون خشکسالی در 6/54 درصد

این یافته‌ها پتانسیل عملی یک سیستم پایش جامع را نشان می‌دهد که نه تنها پویایی پوشش گیاهی را ردیابی می‌کند، بلکه با اهداف گسترده‌تر شهرهای هوشمند نیز هماهنگ است.

پاسخگویی به چالش‌ها و استفاده از فرصت‌های فناوری‌های مکانی-فضایی در مدیریت فضاهای سبز شهری، نیازمند یک رویکرد راهبردی چندوجهی است. با ترکیب فناوری‌های پیشرفته با مشارکت جامعه و همکاری نهادی، شهرهای می‌توانند مسیر توسعه پایدار شهری را هموار کنند. تلاش‌های بغداد یک الگوی نمونه برای سایر مراکز شهری است که در تلاش برای تعادل بین یکپارچگی بوم‌شناختی و شهرنشینی سریع هستند.

  1. نتیجه‌گیری

پژوهش حاضر با هدف ارائه‌ی چارچوبی برای پایش و مدیریت فضای سبز شهری در بستر شهرهای هوشمند، با استفاده از شاخص‌های NDVI و VHI و ادغام آن‌ها با داده‌های بلادرنگ حاصل از اینترنت اشیا، بر روی شهر بغداد متمرکز شد. نتایج این پژوهش نشان داد که بخش عمده‌ای از مناطق شهری بغداد دارای پوشش گیاهی کم یا بدون پوشش هستند و در عین حال، درصد قابل توجهی از این نواحی تحت تأثیر خشکسالی در سطوح مختلف قرار دارند. تحلیل هم‌پوشانی این شاخص‌ها، نواحی بحرانی را مشخص ساخت که به مداخلات فوری در قالب بازسازی فضای سبز و برنامه‌ریزی مجدد نیاز دارند.

این نتایج حاکی از آن است که تلفیق تحلیل‌های مکانی و سامانه‌های حسگر بلادرنگ می‌تواند راهکاری کارآمد برای مدیریت تطبیقی منابع محیطی و به‌ویژه فضای سبز شهری فراهم آورد. چارچوب پیشنهادی پژوهش، نه‌تنها برای بغداد، بلکه به‌عنوان مدلی قابل تعمیم برای شهرهای دیگر خاورمیانه که با چالش‌های مشابهی نظیر گرمایش شهری، خشکسالی و توسعه ناپایدار مواجه هستند، کاربرد دارد.

یافته‌های این پژوهش با نتایج به‌دست‌آمده در مطالعات قبلی از جمله پژوهش Wolch et al. (2014) در مورد نابرابری فضایی دسترسی به فضای سبز در شهرهای آمریکایی، و Mudau et al. (2020) درباره تأثیر پوشش گیاهی بر کاهش استرس شهری، هم‌راستا است؛ این پژوهش نیز نشان می‌دهد که نواحی با تراکم سبز کمتر، بیشتر در معرض تنش محیطی هستند و نیازمند سیاست‌گذاری خاص می‌باشند.

همچنین، مطالعه‌ی Romanello et al. (2023) که به نقش فضای سبز در مقابله با تغییرات اقلیمی در شهرهای مدیترانه‌ای پرداخت، تأکید می‌کند که اطلاعات مکانی دقیق و مدیریت داده‌محور در اولویت برنامه‌ریزی شهری آینده قرار دارد، موضوعی که پژوهش حاضر نیز در آن مسیر حرکت کرده است.

در نهایت، این پژوهش در مقایسه با مطالعاتی نظیر Zhang et al. (2022) درباره شهرهای هوشمند چین، یک گام فراتر رفته و نه‌تنها تحلیل پوشش گیاهی، بلکه ادغام فعال داده‌های IoT را در تحلیل فضایی وارد کرده است؛ که آن را به الگویی پیشرو در حوزه‌ی مدیریت هوشمند فضای سبز شهری در مناطق در حال توسعه بدل می‌سازد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Geospatial Innovations in Urban Green Space Management in Baghdad: A Smart City Perspective

نویسندگان [English]

  • Abolfazl Ghanbari 1
  • Abbas Hadi Saif 2
  • Khalil Valizadeh Kamran 3

1 Academic Member/University of Tabriz

2 Ph. D Student in Department of Remote Sensing and GIS, Faculty of Planning and Environmental Sciences, University of Tabriz, Tabriz, Iran.

3 Professor in Department of Remote Sensing and GIS, Faculty of Planning and Environmental Sciences, University of Tabriz, Tabriz, Iran.

چکیده [English]

Urban green space management is integral to sustainable urban development, particularly in rapidly urbanizing cities like Baghdad. This study explores the integration of geospatial innovations and smart city technologies to monitor and enhance urban green spaces. By leveraging remote sensing tools such as NDVI and VHI alongside IoT-enabled real-time data systems, this research demonstrates a practical framework for monitoring vegetation health and addressing environmental challenges. Key findings highlight the classification of vegetation density and drought severity across Baghdad, offering actionable insights for policymakers. Despite challenges such as resource limitations and data integration complexities, the study identifies strategic opportunities, including IoT adoption, predictive analytics, and community-driven data collection. These findings present a scalable blueprint for other cities aiming to balance ecological integrity with urban growth through innovative geospatial strategies.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Urban Green Space Management
  • Geospatial Innovations
  • Smart Cities
  • Sustainable Urban Development

مدیریت فضاهای سبز شهری به­عنوان بخشی جدایی­ناپذیر از توسعه پایدار شهری، به ویژه در کلان شهرهای در حال رشد سریعی مانند بغداد، شناخته می­شود. این پژوهش به بررسی ادغام نوآوری­های مکانی-فضایی و فناوری­های شهر هوشمند برای پایش و ارتقای فضاهای سبز شهری می­پردازد. با بهره­گیری از ابزارهای سنجش از دور مانند شاخص پوشش گیاهی (NDVI) و شاخص سلامت پوشش گیاهی (VHI) در کنار سیستم­های جمع­آ­وری داده­های بلادرنگ مبتنی بر اینترنت اشیا (IoT)، این مطالعه چارچوبی عملی برای رصد سلامت پوشش گیاهی و مقابله با چالش­های زیستمحیطی ارائه می­دهد. یافته­های کلانی، طبقه­بندی تراکم پوشش گیاهی و شدت خشکسالی در مناطق مختلف بغداد را نشان می­دهد که بینش­های کاربردی برای سیاستگذاران فراهم می­کند.

علیرغم چالش­هایی مانند محدودیت منابع و پیچیدگی­های ادغام داده­ها، این پژوهش فرصت­های راهبردی از جمله به­کارگیری فناوری اینترنت اشیا، تحلیل­های پیشبینی­کننده و جمع­آوری داده­های مشارکتی توسط جامعه محلی را شناسایی کرده است. این یافته­ها الگویی قابل توسعه برای سایر شهرهایی ارائه می­دهد که به دنبال ایجاد تعادل بین یکپارچگی اکولوژیک و رشد شهری از طریق راهبردهای نوآورانه مکانی-فضایی هستند.

Besir, A. B., & Cuce, E. (2018). Green roofs and facades: A comprehensive review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 82, 915-939.
Braverman, M. (2003). Managing the human impact of crisis. Risk Management, 50(5), 10.
Caragliu, A., Del Bo, C., & Nijkamp, P. (2011). Smart cities in Europe. Journal of urban technology, 18(2), 65-82.
Chourabi, H., Nam, T., Walker, S., Gil-Garcia, J. R., Mellouli, S., Nahon, K., Pardo, T. A., & Scholl, H. J. (2012). Understanding smart cities: An integrative framework. 2012 45th Hawaii international conference on system sciences.
Costa, D. G., Bittencourt, J. C. N., Oliveira, F., Peixoto, J. P. J., & Jesus, T. C. (2024). Achieving sustainable smart cities through geospatial data-driven approaches. Sustainability, 16, 640(2).  
Elmqvist, T., Fragkias, M., Goodness, J., Güneralp, B., Marcotullio, P. J., McDonald, R. I., Parnell, S., Schewenius, M., Sendstad, M., & Seto, K. C. (2013). Urbanization, biodiversity and ecosystem services: challenges and opportunities: a global assessment. Springer Nature.
Giffinger, R., Fertner, C., Kramar, H., Kalasek, R., Pichler-Milanovic, N., & Meijers, E. J. (2007). Smart cities. Ranking of European medium-sized cities. Final report.
Hall, R. E., Bowerman, B., Braverman, J., Taylor, J., Todosow, H., & Von Wimmersperg, U. (2000). The vision of a smart city.
Hoelscher, K. (2016). The evolution of the smart cities agenda in India. International Area Studies Review, 19(1), 28-44.
Hyder, M. B., & Haque, T. Z. (2022). Understanding the linkages and importance of urban greenspaces for achieving sustainable development goals 2030. J. Sustain. Dev, 15, 144.
Joss, S., Cook, M., & Dayot, Y. (2017). Smart cities: Towards a new citizenship regime? A discourse analysis of the British smart city standard. Journal of urban technology, 24(4), 29-49.
Kistemann, T., Dangendorf, F., & Schweikart, J. (2002).  New perspectives on the use of Geographical Information Systems (GIS) in environmental health sciences. International journal of hygiene and environmental health, 205(3), 169-181.
Kourtit, K., Nijkamp, P., & Arribas, D. (2012). Smart cities in perspective–a comparative European study by means of self-organizing maps. Innovation: The European journal of social science research, 25(2), 229-246.
Li, Y., Lai, Y., & Lin, Y. (2024). The Role of Diversified Geo-Information Technologies in Urban Governance: A Literature Review. Land, 13(9), 1408.
Maas, J., Verheij, R. A., Groenewegen, P. P., De Vries, S., & Spreeuwenberg, P. (2006). Green space, urbanity, and health: how strong is the relation? Journal of epidemiology & community health, 60(7), 587-592.
Moura, F., & de Abreu e Silva, J. (2021). Smart cities: definitions, evolution of the concept, and examples of initiatives. In Industry, innovation and infrastructure (pp. 989-997). Springer.
Mudau, N., Mwaniki, D., Tsoeleng, L., Mashalane, M., Beguy, D., & Ndugwa, R. (2020). Assessment of SDG indicator 11.3. 1 and urban growth trends of major and small cities in South Africa. Sustainability, 12(17), 7063.
Mukundan, A., Karmakar, R., Jouhar, J., Valappil, M. A. E., & Wang, H.-C. (2025). Advancing Urban Development: Applications of Hyperspectral Imaging in Smart City Innovations and Sustainable Solutions. Smart Cities, 8(2), 51.
Naidu, D. S. (2018). GIS Applications to smart cities. International Journal of Advanced Multidisciplinary Scientific Research (IJAMSR), 1(1), 1-7.
Pauleit, S., Ambrose-Oji, B., Andersson, E., Anton, B., Buijs, A., Haase, D., Elands, B., Hansen, R., Kowarik, I., & Kronenberg, J. (2019). Advancing urban green infrastructure in Europe: Outcomes and reflections from the GREEN SURGE project. Urban forestry & urban greening, 40, 4-16.
Romanello, M., Di Napoli, C., Green, C., Kennard, H., Lampard, P., Scamman, D., Walawender, M., Ali, Z., Ameli, N., & Ayeb-Karlsson, S. (2023). The 2023 report of the Lancet Countdown on health and climate change: the imperative for a health-centred response in a world facing irreversible harms. The Lancet, 402(10419), 2346-2394.
Sabil, A. (2021). The sustainable city: the characteristic public urban green space for enhancing community social sustainability in Baghdad. International Journal of Sustainable Construction Engineering and Technology, 12(3), 202-214.
Sugiyama, T., Carver, A., Koohsari, M. J., & Veitch, J. (2018). Advantages of public green spaces in enhancing population health. Landscape and urban planning, 178, 12-17.
Turek, T., & Stępniak, C. (2021). Areas of integration of GIS technology and smart city tools. Research findings. Procedia Computer Science, 192, 4681-4690.
Wolch, J. R., Byrne, J., & Newell, J. P. (2014). Urban green space, public health, and environmental justice: The challenge of making cities ‘just green enough’. Landscape and urban planning, 125, 234-244.
Zhang, L., Shi, S., Wu, S., Yang, Y., Xu, J., Zhang, Y., Wang, Q., Shen, H., Zhang, Y., & Yan, D. (2022). Effects of greenness on preterm birth: a national longitudinal study of 3.7 million singleton births. The Innovation, 3 (3).
نشریه کاربرد سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی در علوم محیطی
دوره 5، شماره 16
آبان 1404
صفحه 48-30
  • تاریخ دریافت: 05 اردیبهشت 1404
  • تاریخ بازنگری: 12 خرداد 1404
  • تاریخ پذیرش: 09 شهریور 1404